一种p型氧化镓薄膜的制备方法技术

本发明专利技术属于半导体领域，本发明专利技术公开了一种p型氧化镓薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、在衬底上生长预处理层；S2、将生长预处理层后的衬底置于保护气体氛围中，加热升温至处理温度；S3、在氮等离子体氛围中，用一维线条状激光对衬底进行辐照；S4、在保护气体氛围中进行退火处理。本发明专利技术通过氮等离子体和激光实现了氧化镓薄膜的氮‑金属共掺杂，从而实现制备高质量的p型氧化镓薄膜；本发明专利技术制备工艺简单，生产成本低，有助于氧化镓器件的推广和应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种p型氧化镓薄膜的制备方法。

技术介绍

1、氧化镓作为新型的超宽禁带半导体材料，具有超宽禁带宽度（4.9 ev）、高击穿场强（8 mv·cm-1）、巴利加优值是碳化硅和氮化镓的十倍以上，因此，氧化镓基功率器件理论上可以具有更高的击穿电压、更低的导通电阻，在轨道交通、高压输电、新能源汽车、航空航天等领域有广阔的应用前景。

2、同质p-n结及双极性晶体管具有更优的功率特性，因此实现n型和p型对于高功率器件应用至关重要。目前已经通过锡、硅等元素掺杂实现了n型氧化镓可控制备。但受限于掺杂元素溶解度低、空穴自陷及背景电子自补偿效应，使得p型氧化镓的制备仍存在巨大挑战。这直接限制了氧化镓基功率器件的发展，使其耐压和导通电阻远远低于理论值。

3、近年来，人们考虑到氮元素与氧元素原子尺寸接近，且在氧化镓中氮元素受主杂质能级较浅，认为氮是最有潜力实现氧化镓p型掺杂的元素。但是氮元素在氧化镓中面临着稳定性差和溶解度低等问题，从而使得氮掺杂p型氧化镓薄膜制备困难且稳定性较差。能够掺杂的金属元素如镁、铁、锌等元素的电离能大，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种p型氧化镓薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种p型氧化镓薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述衬底为硅或者蓝宝石。

3.根据权利要求1所述的一种p型氧化镓薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述预处理层为由氧化镓薄膜和M薄膜交替循环设置的多层薄膜结构，其中M薄膜为锌薄膜、铜薄膜、镁薄膜、氧化锌薄膜、氧化铜薄膜、氧化镁薄膜中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种p型氧化镓薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述预处理层为金属掺杂的氧化镓单层薄膜，其中金属为铜、锌、镁中的一种。

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【技术特征摘要】

1.一种p型氧化镓薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种p型氧化镓薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，所述衬底为硅或者蓝宝石。

3.根据权利要求1所述的一种p型氧化镓薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，所述预处理层为由氧化镓薄膜和m薄膜交替循环设置的多层薄膜结构，其中m薄膜为锌薄膜、铜薄膜、镁薄膜、氧化锌薄膜、氧化铜薄膜、氧化镁薄膜中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种p型氧化镓薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，所述预处理层为金属掺杂的氧化镓单层薄膜，其中金属为铜、锌、镁中的一种。

5.根据权利要求1或3或4所述的一种p型氧化镓薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，所述预处理层总厚度为100nm～1000nm。

6.根据权利要求1所述的一种p型氧化镓薄膜的制备方法，其特征在于：在步骤s2和步骤s4中，所述保护气体为氮气或者氩气。

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【专利技术属性】
技术研发人员：潘淼，张海忠，陈文杰，周伯萌，吴恬盈，吴丽双，黄志高，苏建志，王锋，
申请(专利权)人：泉州师范学院，
类型：发明
国别省市：